Question

合理利用資源，降低碳的排放，實施低碳經(jīng)濟是今后經(jīng)濟生活主流方向．
（1）下列措施不利于有效減少二氧化碳排放的是

 

．
A．植樹造林，保護森林，保護植被
B．加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高
D．倡導出行時多步行和騎自行車，建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運輸工具空駛率
（2）科學家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術研究，如將CO₂和H₂以1：4比例混合通入反應器，適當條件下反應可獲得一種能源．完成以下化學方程式：CO₂+4H₂

一定條件  .

 

+2H₂O．
（3）CO₂合成生產(chǎn)燃料甲醇（CH₃OH）是碳減排的新方向．進行如下實驗：某溫度下在1L的密閉容器中，充2mol CO₂和6mol H₂，發(fā)生：CO₂（g）+3H₂（g ）
CH₃OH（g）+H₂O（g）能判斷該反應已達化學反應限度標志的是

 

（填字母）．
A．CO₂百分含量保持不變          B．容器中H₂濃度與CO₂濃度之比為3：1
C．容器中混合氣體的質(zhì)量保持不變  D．CO₂生成速率與CH₃OH生成速率相等
現(xiàn)測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖1所示．從反應開始到平衡，
氫氣的平均反應速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．

（4）CO在催化作用下也能生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；已知密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強的關系如圖2所示．
①若A、C兩點都表示達到的平衡狀態(tài)，則自反應開始到達平衡狀態(tài)所需的時間t_A

 

t_C（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②若A、B兩點表示在某時刻達到的平衡狀態(tài)，此時在A點時容器的體積為V_AL，則A、B兩點時容器中，n（A）_總：n（B）_總=

 

．
（5）以KOH為電解質(zhì)的甲醇燃料電池總反應為：2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+6H₂O，通入甲醇的電極為燃料電池的負極，正極發(fā)生的電極反應式為

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,化學電源新型電池,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）A．植樹造林保護森林，保護植被，能增強光合作用，大量消耗二氧化碳；
B．加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放；
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高，節(jié)約用電、用氣，可以節(jié)能減排；
D．倡導出行時多步行和騎自行車，建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運輸工具空駛率，可以減少廢氣的排放和節(jié)約能源；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋：化學反應前后原子的種類和數(shù)目不變．可知在化學反應方程式中，反應物和生成物中所含的原子的種類和數(shù)目相同．由此可推斷化學反應方程式中反應物或生成物的化學式；
（3）化學反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的一些物理量也不變；根據(jù)v=

△c

△t

計算v（CO₂），再利用速率之比等于化學計量數(shù)之比計算v（H₂）；
（4）①溫度越高、越強越大，反應速率越快，最先到達平衡；②根據(jù)CO轉(zhuǎn)化率計算參加反應的CO的物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量變化量，進而計算平衡時混合氣體總物質(zhì)的量，據(jù)此解答；
（5）燃料電池中燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應，堿溶液中生成碳酸鉀，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子．

解答： 解：（1）A．植樹造林，保護森林，保護植被，能增強光合作用，大量消耗二氧化碳，不符合題意，故A錯誤；
B．加大對煤和石油的開采，并鼓勵使用石油液化氣，能增加二氧化碳的排放，符合題意，故B正確；
C．推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器，使用空調(diào)時夏季溫度不宜設置過低，冬天不宜過高，能減少電的使用，減少煤和石油化石燃料的使用，減少二氧化碳的排放，不符合題意，故C錯誤；
D．倡導出行時多步行和騎自行車，建設現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)，減少運輸工具空駛率，減少石油化石燃料的使用，可以減少廢氣的排放和節(jié)約能源，不符合題意，故D錯誤；
故選B；    
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的微觀解釋可以知道：反應前后的原子數(shù)目和種類應該相等，分析題給的化學反應方程式可以知道，反應前出現(xiàn)了2個O，1個C，8個H，反應后出現(xiàn)了2個O，4個H，所以在X中含有4個H和1個C，
故答案為：CH₄；  
（3）A．平衡時各物質(zhì)的濃度保持不變，CO₂百分含量保持不變，說明到達平衡，故A正確；
B．開始投料比，2mol CO₂和6mol H₂，容器中H₂濃度與CO₂濃度之比為3：1，所以不能證明達平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．容器的體積不變，反應前后都為氣體，容器中混合氣體的質(zhì)量始終保持不變，不能說明到達平衡，故C錯誤；
D．CO₂生成速率表示逆反應速率，與CH₃OH生成速率表示正反應速率，兩者相等，說明到達平衡，故D正確；
由圖可知，12min到達平衡時二氧化碳的濃度變化量為2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，所以v（CO₂）=

1.5mol/L

12min

=0.125mol/（L?min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.125mol/（L?min）=0.375mol/（L?min），
故答案為：AD；0.375；   
（4）①C點的溫度、壓強都高于A點，溫度越高、越強越大，反應速率越快，最先到達平衡，故則從反應開始至到達平衡狀態(tài)所需的時間t_A＞t_C，
故答案為：大于；        
②A點CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，則參加反應的CO為10mol×0.5=5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1                              2
5mol                           10mol
故A點平衡時，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-10mol=20mol，
B點CO的轉(zhuǎn)化率為0.7，則參加反應的CO為10mol×0.7=7mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）氣體物質(zhì)的量減少
1                              2
7mol                           14mol
故B點平衡時，混合氣體總的物質(zhì)的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B兩點時容器內(nèi)總氣體的物質(zhì)的量之比n（A）：n（B）=20mol：16mol=5：4，
故答案為：5：4；
（5）甲醇-空氣燃料電池中燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應，在堿溶液中生成碳酸鹽，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應，電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-（或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-），
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- （或3O₂+6H₂O+12e^-=12OH^-）．

點評：本題是道綜合題，涉及知識點較多，涉及化學平衡影響因素及有關計算、反應速率影響因素、原電池原理的分析判斷等，（4）考查了學生的識圖能力和有關計算能力，題目難度較大．